一种防霉纸及其制备方法和应用

文档序号:1827735 发布日期:2021-11-12 浏览:27次 >En<

阅读说明:本技术 一种防霉纸及其制备方法和应用 (Mildew-proof paper and preparation method and application thereof ) 是由 张敏盛 张益盛 潘玉丽 于 2021-07-19 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种防霉纸及其制备方法和应用。一种防霉纸,制备原料包括:农作物秸秆、香樟木、芸香科果皮和烟草茎。本发明的防霉纸,通过各种植物原料的配合,能够从源头上解决纸质发霉的问题,且安全、无毒。(The invention discloses mildew-proof paper and a preparation method and application thereof. The mildew-proof paper is prepared from the following raw materials: crop straw, camphorwood, rutaceae pericarp and tobacco stems. The mildew-proof paper can solve the problem of mildew of paper from the source by matching various plant raw materials, and is safe and nontoxic.)

一种防霉纸及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于造纸技术领域,具体涉及一种防霉纸及其制备方法和应用。

背景技术

虽然随着科技的发展,电子书的普及程度越来越高,但是纸质书对于学生学习以及纸质书爱好者而言仍非常重要。

在收藏纸质书,或使用教科书的过程中,常会出现纸张发黄、发霉、虫蛀等问题,在湿度较高的南方地区,上述问题尤为严重,这给纸质材料的保存,以及学生学习生活的开展,带来了巨大的不利。

现有的解决纸质书霉变的方法主要有控制藏书湿度、放置杀菌剂,以及发霉后再进行擦拭等补救处理方法。这些方法虽然有一定的效果,但都是未能实现源头防霉。现在工业上,为了实现源头防霉,已经研发出了部分防霉纸,现有防霉纸的制备方法通常有两种,其一是在常规纸/纸板表面涂敷防霉、防水层,这种方法虽然是最有效的防霉方法,但是防水涂层通常是疏水涂层,不利于书写,即不适宜用于纸质书的制作;另外一种方法是在纸张成型过程中,喷涂工业防霉剂,这种方法虽然也可达到一定的防霉效果,但是工业防霉剂通常具有一定的毒性,而纸质书,特别是学生用教科书,与人类生活接触紧密,还有被低龄学生误食的风险,所以直接喷涂防霉剂的方法不够安全。

综上,现有的防霉纸,虽然可以从源头进行防霉,但是存在不利书写、或不满足安全的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种防霉纸,通过各种植物原料的配合,能够从源头上解决纸质发霉的问题,且安全、无毒。

本发明还提出一种上述防霉纸的制备方法。

本发明还提出一种上述防霉纸在文字印刷和食品包装领域的应用。

根据本发明的一个方面,提出了一种防霉纸,制备原料包括:农作物秸秆、香樟木、芸香科果皮和烟草茎。

根据本发明的一种优选的实施方式,至少具有以下有益效果:

(1)近年来,为了节约木本原料的应用,通常采用草本原料,例如芦苇等,来制备教科书用纸,但是,由于草本原料的纤维长度、强度等均较差,经漂白后,所得纸张的强度低、滤水性能差,难以满足印刷用纸张的要求;本发明将草本原料农作物秸秆、烟草茎等,与木本原料香樟木相结合,既降低了纸张制备原料的价格,也提升了单纯由草本原料所得纸张的强度。

(2)传统方法中,为了获得纸张的防霉性,通常在其中添加工业防霉剂,给用纸安全带来了隐患;本发明中,采用传统的植物作为防霉纸的原料,起到了防霉的作用,相对于工业防霉剂,安全性提高;例如香樟具有防霉、抑虫的作用,是制备樟脑丸的原料之一;芸香科植物,是传统的防霉原料,自古就有在书中放置芸香科植物,以达到防霉的作用;烟草也有抑菌的作用。

(3)本发明所用原料,大多属于工业生产中的副产品,价格低廉,降低了纸张制备的成本,也降低了上述原料对环境的影响:例如农作物秸秆,通常采用焚烧等方法处理,污染空气;芸香科果皮,除柑皮可以制备陈皮外,其余多被以厨余垃圾的方式丢弃;烟草植株中,用于制备卷烟的通常是叶片,而烟草的茎和根通常被丢弃。

在本发明的一些实施方式中,所述防霉纸,按重量份计,制备原料包括:

在本发明的一些实施方式中,所述防霉纸,按重量份计,制备原料包括:

在本发明的一些实施方式中,所述农作物秸秆,包括小麦秸秆、稻草和玉米秆中的至少一种。

在本发明的一些实施方式中,所述香樟木,包括香樟的木质部分。

在本发明的一些实施方式中,所述芸香科果皮,包括芸香果皮、柑果皮、柠檬果皮和柳丁果皮中的至少一种。

在本发明的一些实施方式中,所述烟草茎,包括烟草的茎和根中的至少一种。

在本发明的一些实施方式中,所述防霉纸,制备原料还包括维生素C钠和生姜粉中的至少一种。

在本发明的一些实施方式中,按重量份计,所述维生素C钠,添加量为1~3份。

所述维生素C钠,是一种抗氧剂和保色剂,可以防止所述防霉纸在使用过程中变色、发黄;同时,所述维生素C钠,还是人体的营养补充剂,安全无毒。

在本发明的一些实施方式中,按重量份计,所述生姜粉,添加量为5~8份。

所述生姜粉,也具有抑菌作用,同时来源于常用调味料生姜,因此安全无毒。

本发明所用制备原料中,香樟木、芸香科果皮和烟草茎均具有防霉效果,且三者相互配合,可发生协同作用,共同提升防霉效果。

本发明所用制备原料中,香樟木、芸香科果皮和烟草茎均具有香味,通过调整三者的比例,可获得具有不同香型、满足不同人群需求的防霉纸。

综上,本发明提供的防霉纸,原料大多来自天然植物,安全性高,即便儿童误食部分所述防霉纸,也无较大毒性。

根据本发明的再一个方面,提出了所述防霉纸的制备方法,包括以下步骤:

S1.采用化学制浆法,将所述农作物秸秆、香樟木、芸香科果皮和烟草茎分别制备成对应的纸浆,并将所述化学制浆过程中产生的香樟木浸泡液、芸香科果皮浸泡液和烟草茎的浸泡液混合,得防霉液;

S2.洗涤步骤S1所得纸浆,并将所得各种纸浆按比例配置成成品浆;

S3.将步骤S2所得成品浆,经成型网成型,向成型后所得防霉纸半成品表面喷涂步骤S1所得防霉液,干燥后即得。

根据本发明的一种优选的实施方式的制备方法,至少具有以下有益效果:

(1)本发明提供的制备方法,与传统造纸方法匹配性良好,无需改造仪器,因此成本低。

(2)本发明提供的制备方法,充分利用了所述防霉纸制备原料中的纤维成分(制成纸浆),以及其中的防霉和香味等成分(大多存在于各种原料的浸泡液中),符合绿色生产的理念。

在本发明的一些实施方式中,步骤S1中,所述纸浆中,固含量在10~16%之间。

在本发明的一些实施方式中,步骤S1中,所述化学制浆,包括蒸煮、漂白和打浆步骤。

在本发明的一些实施方式中,步骤S1中,所述农作物秸秆对应的纸浆,制备过程包括:

S1a.将所述农作物秸秆,与蒸煮药剂混合后,蒸煮;

S1b.固液分离步骤S1a所得混合物,得农作物秸秆浸泡液和农作物秸秆渣;

S1c.将所述农作物秸秆渣洗涤后,漂白;

S1d.将步骤S1c所得固体与水混合打浆即得所述农作物秸秆对应的纸浆。

在本发明的一些实施方式中,步骤S1a中,所述蒸煮药剂,包括钠化合物、钾化合物和铵化合物中的至少一种与蒸煮助剂的混合物。

在本发明的一些实施方式中,步骤S1a中,所述蒸煮药剂中各成分占所述农作物秸秆的质量百分数为:

在本发明的一些实施方式中,所述钠化合物,为氢氧化钠、碳酸钠、硫化钠、亚硫酸钠和亚硫酸氢钠中的至少一种。

在本发明的一些实施方式中,所述钾化合物,为氢氧化钾、碳酸钾、硫化钾、亚硫酸钾和亚硫酸氢钾中的至少一种。

在本发明的一些实施方式中,所述铵化合物,为选自亚硫酸铵、亚硫酸氢铵和尿素中的至少一种。

在本发明的一些实施方式中,所述蒸煮助剂,为蒽醌及其衍生物。

在本发明的一些实施方式中,步骤S1a中,所述混合,还包括水,所述水与所述农作物秸秆的重量之比为1:(5~7)。

在本发明的一些实施方式中,步骤S1a中,所述蒸煮,温度为100~200℃,时间为150~500min。

在本发明的一些实施方式中,步骤S1b中,所述固液分离,为过滤(包括压滤和常温过滤)和离心中的至少一种。

在本发明的一些实施方式中,步骤S1c中,所述洗涤,为以水多次冲洗步骤S1b所得秸秆渣。

在本发明的一些实施方式中,步骤S1c中,所述漂白,漂白剂为连二硫酸钠。

在本发明的一些实施方式中,步骤S1d中,所述打浆,采用高频打浆机进行。

在本发明的一些实施方式中,步骤S1d中,所述农作物秸秆对应的纸浆中,步骤S1c所得固体占有的质量百分数在10~12%之间。

在本发明的一些实施方式中,步骤S1中,所述香樟木对应的纸浆,与所述农作物秸秆对应的纸浆,制备方法相似,其差别在于,步骤S1d中,所得香樟木对应的纸浆中固含量在10~16%之间。

在本发明的一些实施方式中,步骤S1中,所述芸香科果皮对应的纸浆,与所述农作物秸秆对应的纸浆,制备方法相似,其差别在于,步骤S1d中,所得芸香科果皮对应的纸浆中固含量在10~13%之间。

在本发明的一些实施方式中,步骤S1中,所述烟草茎对应的纸浆,与所述农作物秸秆对应的纸浆,制备方法相似,其差别在于,步骤S1d中,所得烟草茎对应的纸浆中固含量在10~15%之间。

在本发明的一些实施方式中,步骤S1中,所述防霉液,还包括将香樟木浸泡液、芸香科果皮浸泡液和烟草茎的浸泡液混合后,进行浓缩处理。

在本发明的一些实施方式中,所述浓缩处理,浓缩至原体积的40~70%时停止。

在本发明的一些实施方式中,步骤S1中,所述防霉液,还包括所述维生素C钠和所述生姜粉中的至少一种。

在本发明的一些实施方式中,步骤S2中,所述成品浆中,固含量在0.1~1.2%之间。

在本发明的一些实施方式中,步骤S3中,所述喷涂,次数为5~9次。

在本发明的一些实施方式中,步骤S3中,所述喷涂,喷涂量为所述防霉液的50%以上。

根据本发明的再一个方面,提出了所述防霉纸在文字印刷和食品包装领域的应用。

根据本发明的一种优选的实施方式的应用,至少具有以下有益效果:

本发明所得防霉纸,具有一定的强度、优异的可印刷性、优异的防霉性和天然的植物香味,且均采用植物原料,安全性高,因此可满足多种领域的应用,普适性强。

在本发明的一些实施方式中,所述文字印刷领域,包括教科书和文学书籍的制备等。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述,以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然,所描述的实施例只是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例,基于本发明的实施例,本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例,均属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例制备了一种防霉纸,具体过程为:

S1.采用化学制浆法,将所述农作物秸秆、香樟木、芸香科果皮和烟草茎分别制备成对应的纸浆,并将所述化学制浆过程中产生的香樟木浸泡液、芸香科果皮浸泡液和烟草茎的浸泡液混合,得防霉液;其中每种纸浆的配料,如表1所示;纸浆的具体制备方法如下:

S1a.将农作物秸秆、香樟木、芸香科果皮和烟草茎,分别与蒸煮药剂混合后,蒸煮;蒸煮过程中,第一次加热升温至113℃,在此温度下保温30min,泄压27min后,二次加热升温65min至温度为170℃,保温85min;本步骤蒸煮药剂的配方,如表1所示;

S1b.固液分离步骤S1a所得混合物,得农作物秸秆渣、香樟木渣、芸香科果皮渣和烟草茎渣,以及其对应的浸泡液;将所得香樟木浸泡液、芸香科果皮浸泡液和烟草茎浸泡液混合后,加入1kg维生素C钠,升温至80℃,隔绝空气蒸发至原体积的70%,得防霉液;

S1c.将所述农作物秸秆渣洗涤后,漂白;洗涤的具体操作为,以步骤S1b所得渣体积3倍的去离子水冲洗所得渣,分别冲洗三次;漂白的具体操作为:洗涤后的渣,与占其质量分数为20%的连二硫酸钠在水中混合,处理24h后挤压过滤即可;

S1d.将步骤S1c所得固体与水混合打浆即得所述农作物秸秆对应的纸浆;各纸浆中固含量(质量)如下:

S2.以水洗涤步骤S1所得四种纸浆,具体方法参见步骤S1c,并将所得各种纸浆全部混合,添加水,配置成固含量为0.5%的成品浆;配置过程在高速打浆机中进行;

S3.将步骤S2所得成品浆,经成型网成型,向成型后所得防霉纸半成品表面喷涂7次步骤S1所得防霉液,所用防霉液是步骤S1所得防霉液的60%,干燥后即得。

表1实施例1步骤S1中各纸浆的制备原料

实施例2

本实施例制备了一种防霉纸,具体过程与实施例1的区别为:

(1)步骤S1b中,不包括维生素C钠。

对比例1

本对比例制备了一种防霉纸,具体过程与实施例1的区别为:

(1)制备原料不包括香樟木。

对比例2

本对比例制备了一种防霉纸,具体过程与实施例1的区别为:

(1)制备原料不包括烟草茎。

试验例

本试验例测试了实施例和对比例制备的防霉纸的气味、颜色、机械性能和防霉性能。其中:颜色参考GB T 24999-2010进行测试;

气味直接以嗅觉感知;

耐折性能参考GBT457-1989进行测试;

防霉性能的测试方法为:将实施例和对比例所得防霉纸粉碎后(20g),与PDA培养基混合得混合培养基,其中PDA培养基由马铃薯200g、蔗糖20g、琼脂18g和水1000ml组成;混合培养基在培养皿中的厚度为6mm,向其中接种黑曲霉,每个培养皿接种量相同,对照组1添加的是相同质量的,得力珊瑚海A4纸,对照组2中未添加任何纸,对照组3中未接种黑曲霉,也为添加任何纸。将各组培养皿于30℃恒温培养5天;之后用直尺测量培养皿上曲霉菌生长的直径,每个直径测3次求平均值,则抑菌率=(D-d)/D,D为PDA培养基直径=100mm,d为曲霉菌生长的直径。实验结果见表2所示:

对照组3中未接种黑曲霉,其抑菌率为100%,说明环境中没有引入额外的菌种,对照组2未添加任何纸张,抑菌率为0%,说明黑曲霉可正常繁殖;对照组2~3结合说明,本实验例所得防霉测试结果真实;

防霉测试结果说明,本发明所得防霉纸,具有明显的防霉效果,但是若缺省了香樟木、烟草茎等中的任意一种,则会显著降低其防霉效果。

耐折性能测试结果说明,单纯的草本原料,所得防霉纸的机械性能较差。

上面对本发明实施例作了详细说明,但是本发明不限于上述实施例,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外,在不冲突的情况下,本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

9页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种稳定性好强度高的瓦楞纸板及其生产工艺

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!